宇宙有一个无限的过去，还是有一个“开端”？

这可以说是科学家们长期以来就在绞尽脑汁思考的一个终极问题。

进入20世纪以来，被称为“宇宙论”的一门学科发展迅速。

根据宇宙论的研究，关于宇宙的起源，今天基本上有了一个如下的共识：

“我们的宇宙日复一日不停地在膨胀。

这意味着，在极其遥远的过去，宇宙应该是被挤压在一个极端微小的区域。

按照最新观测结果推算，这个宇宙开始于约137亿年前。”

那么，这个“宇宙的开始”能够用物理学加以说明吗？

在20世纪60年代，霍金与同是英国物理学家的罗杰·彭洛斯（1931－）共同证明了一个叫做“奇点定理”的定理。这个定理的要点是：“如果认为在宇宙之初宇宙只有极其微小的大小，那么，在那样一个微小的宇宙中，广义相对论会失效，不能使用。

既然如此，那该怎么办呢？

霍金想出了一个新奇的主意，他指出：

“宇宙之初存在的是一种虚数时间，是在不久之后才改变为实数时间的”。

霍金认为，有了这种“虚数时间”的假定，我们便仍然可以在广义相对论的框架内来讨论宇宙的开始。

宇宙之初流动的真的是虚数时间吗？

遗憾的是，没有办法证实。

提出虚数时间的意义在于，如果想象存在着一种虚数时间，

那么，宇宙起源这个终极问题便也能够得到答案。

难道宇宙之初流动的是虚数时间，后来才变成实数时间？

为什么需要“虚数时间”？

美国特福兹大学的亚历山大·维兰金博士（1949－）在1982年发表了他的“宇宙由虚无创生论”，那就是基于存在虚数时间的假设提出的一种宇宙起源假说。由于虚无发生涨落而诞生出来的宇宙种子本来是不能够翻越能量“山”的，但是，如果流动的是虚数时间的话，就能够翻越。这种现象可以用量子力学的“隧道效应”来解释，然而其实质却是前面介绍的在虚数时间世界“苹果向上坠落”。换句话说，当流动的是虚数时间时，力倒转方向，能量“山”变成了能量“谷”。因此，宇宙种子能够顺利地通过能量壁垒。

另外，霍金在1983年还同哈特尔博士一起发表了一种“无边界假说”。该假说认为，如果假想在宇宙之初曾经有过虚数时间的话，那么，在那样的宇宙中，空间和时间经没有区别（道理与前面介绍的闵可夫斯基的虚数时间相同）。这样一来，宇宙的开端经没有任何特别之处，同时也就消除了导致广义相对论失效的“奇点”。

“宇宙开端”之谜也许可以利用“虚数时间”得到说明

扩展阅读

没有虚数ｉ，就无法描述单个电子的行为 —— “量子力学”与虚数

作者简介：叶峰，普林斯顿大学哲学博士，北京大学哲学系副教授】

 

 

陈钊： 宇宙确实有质心

已有 42 次阅读 2011-5-18 12:58 |系统分类:科研笔记

有些议论认为宇宙没有中心或处处是中心，深思后，发觉存在漏洞。

为了简便计，这里只考虑质心。

现有观测还不能给出河外星系的全部质量分布（因为银河悬臂的遮挡），但是从已经有的资料看，大尺度上星系分布虽然是均匀的，但质量分布很可能是不均匀的。 质心不一定位于观测者的位置。（见图，红色线上“空泡”比较多，蓝色线上星系比较多，且遭遇星系较多的方位都位于同一侧）

（无论参考系如何选取），如果是初速度为0，合外力为0的力学系统的话，这个系统的质心是不随时间改变的，这个结论在狭义相对论和经典力学都成立，但我不知道在广义相对论是否也成立？

星系分布

 

发表评论 评论 (3 个评论)

举报[3]周少祥  2011-5-18 13:45

你只能站在宇宙之内，何以跑到宇宙之外去了？

何言质心或中心？凭什么？

 

举报[2]xiaojy  2011-5-18 13:28

我也曾试图考虑这样高深的问题，但后来发现“我的智力不适合这个”

 

举报[1]xiaojy  2011-5-18 13:26

太高深了，看不懂，需要科普。